科研成果

总体情况

实验室2017年试运行以来，承担了86个与实验室研究方向相关的科研及应用示范项目。其中，国家自然科学基金3项，国家出版基金、国家重点研发计划课题、陕西省自然科学基础研究计划各1项（陕西省地质调查院、长安大学联合承担），总经费989万元。另外，实施了一批涉及实验室研究方向的国家地质调查、陕西省公益性地质调查和研究项目、横向课题。

重点方向成果

1.系统调查、研究了矿山地质灾害现状和形成机理，研究了矿区黄土灾变力学和地质灾害防治技术，丰富和完善了矿山地质灾害理论。一是依托国家地质调查项目，系统调查了全国地面沉降、矿山地质灾害隐患点及矿山地质环境现状，识别了矿山地质灾害隐患点，建立了矿山地质环境监测信息平台，为矿山地质灾害隐患点早期识别和预警奠定了基础。2017年以来连续出版《中国矿山地质环境遥感监测》年度监测报告3部（地质出版社出版）。二是依托陕西省公益性地质调查项目，系统调查了全省矿产资源高强度开采区地质灾害发育、分布、危害性，划分了地质灾害发育程度、发育类型分区，编制了矿山地质环境、地质灾害系列图件，提出了矿产资源开采强度的新概念，确定了矿产资源开采强度划分的指标体系，划分了陕西省矿产资源开采强度分区，研究了高强度采矿诱发地质灾害机理，研究了开采强度与地质灾害的耦合关系，总结了高强度开采地质灾害成因模式和致灾模式。揭示了一种黄土沟壑区高强度采煤形成的“对滑型”滑坡形成的力学机制，提出了防控对策。三是依托国家自然科学基金等项目，系统研究了黄土力学特征及地质灾害形成机理，提出了综合抗灾能力指数概念、黄土三维微结构动态观测和定量表征技术、黄土地震地质灾害评价理论模型等，初步破解了黄土高原矿山地质灾害形成原因和控制因素，分析了矿山地质灾害致灾模式，建立了风险评价模型，为黄土地区空间规划和工程建设提供了重要科技支撑，对服务国家战略具有重要的现实意义。四是陕西省地质调查院联合长安大学等单位主持完成了陕北煤炭基地采动损害调查研究，系统调查了煤层开采造成的地面塌陷、地裂缝、水资源枯竭、地面沉降等地质灾害，研究了其形成机理。实施了榆神矿区煤层开采覆岩移动变形探测规律，查明了导水裂隙带发育高度，建立了基于榆神府矿区高强度采煤的导水裂隙带高度预测模型，为矿区水资源、生态环境保护提供了科学依据。“矿产资源高强度开采区地质灾害与防治关键技术” 2016年获陕西省科学技术一等奖。“黄土灾变力学及地质灾害防治关键技术” 2019年获陕西省科学技术进步一等奖。“典型煤矿区地质灾害演变与防控技术”2018年获陕西省科学技术二等奖。

2.研发了矿山地质灾害监测预警技术和装备，建成了涵盖陕西全省的地质灾害监测预警网，建成了陕西境内3个大型煤炭基地地下水监测预警系统。一是研发了部分矿山地质灾害、地质环境监测仪器和方法，构建了矿山地质环境监测技术体系（含遥感监测技术体系）。二是建成了全省地质灾害监测预警系统，其中矿山（矿区）地质灾害隐患1281处，形成了自动化监测、普适型仪器监测和人工监测相结合的监测网络，实时监测监控全省矿山地质灾害隐患点。依托单位完成的“秦巴山区地质灾害监测预警关键技术与应用”2019年获陕西省科学技术进步二等奖。三是建成了我国首张大型煤炭基地地下水监测网，由236个监测井组成的监测网，实时监测监控黄河流域陕西段三大煤炭基地所有煤矿的地下水水位、水温，开发了包括数据采集分析、数据监控、预警预报、数据权限及短信管理等模块的矿山地下水监测预警系统，实现了煤矿区地下水动态的实时自动监测，为煤矿地下水与地质环境保护提供了大量监测数据。四是制订了部分地质灾害、地质环境监测标准规范，包括《地质灾害群测群防规范》（DB61/T 1433-2021）、《崩塌、滑坡、泥石流专业监测规范》（DB61/T 1434-2021）、《煤矿地下水监测规范》（DB61/T1247-2019）等。五是建设了自然资源陕西省卫星应用技术中心，实现了包括矿山地质灾害、矿山生态环境在内的卫星遥感监测全覆盖。

3.系统调查、研究了矿山地质问题，研发系列矿山地质环境治理恢复技术并推广应用。一是系统调查和研究了陕西省及全国部分区域矿山地质环境问题和自然环境条件、矿产资源分布、矿业开发条件之间的关系。二是研究矿山地质环境问题发育特征，提出不同地域、不同矿类所产生矿山地质环境问题的恢复治理措施。三是研发了矿山地质环境保护与治理恢复技术，尤其是对严重影响矿区地形地貌景观的露天采矿高陡硬岩表面破坏以及固体废弃物堆放占用损毁土地资源，提出了新的治理技术方法。四是建设了矿山地质环境治理示范点。五是编制陕西省地方标准1项《陕西省矿山地质环境恢复治理技术与验收标准》即将发布，依托项目起草并出台了《陕西省矿山地质环境保护与土地复垦基金实施办法》，有力指导了陕西省矿山地质环境保护工作。通过上述创新工作，形成了一套具有自主知识产权矿山地质环境治理与生态修复技术，在黄土高原、黄河流域、秦岭山区等复杂地貌条件矿山得到推广应用，社会效益显著。目前，我院已经成为支撑陕西省矿山地质环境技术管理的唯一专业队伍。

4.初步构建了矿山地质灾害卫星遥感监测能力。一是依托单位的自然资源陕西省卫星应用技术中心拥有计算型服务器、存储型服务器、WEB 服务器、数据库服务器共计 30 台，拥有磁盘阵列总容量达 1.8PB，拥有自然资源部国土卫星遥感应用中心推广使用的遥感卫星影像综合处理系统（SDP），拥有 PCI 地理成像加速器软件（PCI GXL），该软件支持卫星影像、框幅式航空影像、推扫式 ADS40/80/100 航空影像、星载 SAR 合成孔径雷达影像数据的影像数据的处理，可快速生成 DSM、DEM、DOM 等产品，满足不同规模的数据生产需求，同时支持用户二次开发。二是初步建成卫星遥感综合应用服务云平台数据中心。数据中心基地位于陕西省西安市长安区长安国际企业总部 48 号楼，总面积1768.33 m2，现已开通连接部省网络数据传输专线。同时，建成了卫星遥感综合应用服务云平台，主要包括数据管理系统、数据处理系统、信息提取与制图系统、数据统筹系统、运行管理系统、生产管理系统、分发服务系统及综合应用与展示系统的开发与集成。自然资源陕西省卫星应用技术中心拥有包括三维激光扫描仪、固定翼和旋翼无人机、地质灾害应急移动平台等在内的一批国内先进的矿山地质灾害调查监测装备。目前具有在轨运行 16 颗卫星的数据资源，主要包括 ZY3-1（资源三号01星）、ZY3-2（资源三号 02 星）、GF1（高分一号）、GF2（高分二号）、GF3（高分三号）、GF1（高分一号）2m/8m 卫星星座等。光学影像空间分辨率最高达到 0.65 米，能实现重点区域快速、全面覆盖。